在生命科學研究的廣闊領域中,解析基因對蛋白質(zhì)功能的調(diào)控機制及蛋白質(zhì)間的相互作用網(wǎng)絡是揭開生命活動本質(zhì)的核心環(huán)節(jié)。酵母單雜交(Yeast One-Hybrid, Y1H)、酵母雙雜交(Yeast Two-Hybrid, Y2H)及酵母三雜交(Yeast Three-Hybrid, Y3H)系統(tǒng)作為該領域的經(jīng)典研究工具,共同構成了解析基因調(diào)控與生物分子互作的“利器組合”。
酵母雜交技術的原理大多基于GAL4轉錄激活機制,GAL4作為一種酵母轉錄因子,其核心功能是激活下游基因的轉錄過程。GAL4結構上包含兩個關鍵功能域:一是位于N端1-147位氨基酸殘基區(qū)段的DNA結合域(DNA binding domain,BD),二是位于C端768-881位氨基酸殘基區(qū)段的轉錄激活域(Activation domain,AD)。其中,BD能夠特異性識別并結合基因上游的激活序列UAS(Upstream-activating sequence);而AD的作用則是啟動UAS下游基因的轉錄。值得注意的是,BD與AD單獨存在時無法激活轉錄反應,只有當二者在空間上實現(xiàn)充分接近并形成功能復合體時,才能共同激活UAS下游的啟動子,進而促使啟動子下游的目標基因發(fā)生轉錄。

圖1 轉錄因子GAL4
麥克林提供各類實驗用酵母雜交試劑,具有純度等級高、生產(chǎn)工藝先進、支持研發(fā)定制等特點,能被廣泛適用于各類科研項目、研究實驗中,歡迎選購。
本文通過以下幾點介紹麥克林酵母雜交試劑的化學特性和相關應用:
1. 酵母雙雜交系統(tǒng)工作原理
2. 酵母單雜交系統(tǒng)工作原理
3. 酵母三雜交系統(tǒng)工作原理
4. 麥克林酵母雜交試劑產(chǎn)品介紹
1. 酵母雙雜交系統(tǒng)工作原理
酵母雙雜交技術是解析蛋白質(zhì)互作的核心工具,根據(jù)靶標蛋白特性分為兩大關鍵系統(tǒng) —核系統(tǒng)與膜系統(tǒng)。
核系統(tǒng)的工作原理主要基于GAL4的AD與BD作用特性。如圖2a所示,將目標蛋白A、B的基因分別克隆至BD、AD載體上,通過酵母細胞轉化技術將構建好的載體DNA-BD、DNA-AD轉化至酵母細胞中,使酵母細胞表達 A-BD 和 B-AD 融合蛋白。若 A 與 B 蛋白存在相互作用,二者在空間上會充分接近并形成功能復合體,可以重構 GAL4 的完整轉錄激活功能,進而激活下游報告基因(如HIS3、ADE2等)的表達,最終通過觀察缺陷型培養(yǎng)基上酵母細胞的生長情況或顯色反應,確定A、B蛋白是否存在相互作用。
在膜系統(tǒng)酵母雙雜交體系中,由76個氨基酸殘基組成的泛素蛋白發(fā)揮著重要作用。如圖2b所示,高度保守的泛素被拆分為 C 端 Cub(融合轉錄因子 TF)和 N 端 NubG 兩個無獨立功能的片段,將蛋白A、B的基因分別克隆到Cub與Nub的表達載體上,并將構建好的載體轉化至酵母細胞,使酵母細胞分別表達出A-Cub-TF、B-NubG融合蛋白。當?shù)鞍譇與B在細胞膜上發(fā)生相互作用時,會牽引Cub與NubG空間上靠近并重構為完整泛素,泛素被泛素特異性蛋白酶(USP)識別剪切并釋放TF,TF進入細胞核后激活報告基因的表達,從而使得該系統(tǒng)可以通過使用缺素培養(yǎng)基以及菌株是否變藍進行陽性互作的篩選。

圖2 酵母雙雜交原理
2. 酵母單雜交系統(tǒng)工作原理
酵母單雜交系統(tǒng)(Yeast One-Hybrid, Y1H)是在酵母雙雜交技術基礎上發(fā)展而來的,與酵母雙雜交相比,其核心差異在于不依賴 DNA 結合域(BD)的參與,是一種用于研究蛋白質(zhì)與特定 DNA 序列相互作用的技術。
在 Y1H 實驗體系中,將目標 DNA 序列(Bait,啟動子或增強子片段)整合至酵母細胞的報告基因上游區(qū)域;同時,候選蛋白A與激活結構域(AD)融合后,在酵母細胞內(nèi)表達出A-AD融合蛋白。若候選蛋白質(zhì)與目標 DNA 序列發(fā)生特異性結合,便會激活報告基因表達,最終通過觀察缺陷型培養(yǎng)養(yǎng)上酵母細胞的生長情況或顯色反應,確定DNA與蛋白間是否存在特異性結合。

圖3 酵母單雜交原理
3. 酵母三雜交系統(tǒng)工作原理
酵母三雜交系統(tǒng)在酵母雙雜交系統(tǒng)的基礎上,引入了能夠同時插入兩個外源蛋白的pBridge質(zhì)粒。實驗時將蛋白A與蛋白Bait X的基因同時構建到pBridge質(zhì)粒上,蛋白B基因構建到AD質(zhì)粒上,通過酵母細胞轉化技術將構建好的質(zhì)粒轉化至酵母細胞中,通過缺陷型平板上酵母細胞的生長狀態(tài)反映Bait X蛋白對其他兩種蛋白質(zhì)的作用方式。
酵母三雜交可變性很強,Bait X可以通過多種方式參與互作:
a) 若蛋白 A 與蛋白 B 不直接相互作用,Bait X 可作為 “橋梁” 促進二者互作(如圖 4a);
b) 通過修飾其中一個蛋白,使原本不直接互作的 A、B 產(chǎn)生相互作用(如圖 4b);
c) 蛋白 A 與蛋白 B 可直接相互作用,Bait X 則可能發(fā)揮抑制作用,導致二者的互作減弱甚至完全終止(如圖 4c)。

圖4 酵母三雜交原理
4. 麥克林酵母雜交試劑產(chǎn)品介紹
麥克林酵母雜交產(chǎn)品線秉持“精準、高效、便捷”的核心定位,深度聚焦科研場景中的實際需求,包含酵母培養(yǎng)基、 DO Supplement 系列氨基酸缺失混合物、酵母感受態(tài)制備及轉化試劑等,旨在為科研人員提供從載體構建、菌株培養(yǎng)到篩選驗證的一站式實驗工具。
借助麥克林 DO Supplement 系列氨基酸缺失混合物構建營養(yǎng)缺陷篩選體系,并結合其酵母轉染試劑保障載體高效導入,對 Protein A 與 Protein B 的互作關系進行驗證。如圖5所示,通過陰性對照(AD+BD、AD-Protein A+BD、AD+BD-Protein B)排除空載體互作和蛋白自身激活后,AD-Protein A 與 BD-Protein B 的組合在 SD/LTAH 平板上生長,證明Protein A 和 Protein B 存在相互作用。

圖5 麥克林酵母雙雜交實測圖
| 產(chǎn)品編碼 |
產(chǎn)品名稱 |
規(guī)格 |
價格 |
| C675439 |
釀酒酵母感受態(tài)細胞制備及轉化試劑盒 |
50T |
648 |
| D718458 |
變性鮭魚精DNA(10mg/mL) |
1mL |
271 |
| Y718635 |
酵母質(zhì)粒大量提取試劑盒 |
10T |
561 |
| Y917940 |
酵母質(zhì)粒小量提取試劑盒 |
50T |
318 |
| Y718603 |
酵母蛋白提取試劑盒(酶法) |
100T |
946 |
| Y718633 |
酵母破壁酶溶液 |
1.25mL |
315 |
| P769007 |
蛋白酶抑制劑混合物(真菌或酵母抽提用,100X) |
1mL |
460 |
| Y766530 |
YNB培養(yǎng)基(無氨基酸酵母氮源) |
100g |
350 |
| Y875138 |
無氨基酵母氮源 |
5g |
67 |
| Y718573 |
YPDA培養(yǎng)基 |
250g |
328 |
| D775870 |
DO Supplement -Ura |
20g |
464 |
| D718561 |
DO Supplement -Leu |
20g |
425 |
| D718560 |
DO Supplement -Trp |
20g |
425 |
| D718552 |
DO Supplement -Leu/-Trp |
20g |
425 |
| D718551 |
DO Supplement -Arg/-Ura |
20g |
425 |
| D718549 |
DO Supplement -His/-Met |
20g |
425 |
| D718542 |
DO Supplement -His/-Leu/-Trp |
20g |
425 |
| D718541 |
DO Supplement -Leu/-Lys/-Ura |
20g |
425 |
| D718540 |
DO Supplement -Leu/-Ura/-Val |
20g |
425 |
| D718532 |
DO Supplement -Ade-His-Leu-Trp |
20g |
425 |
| D718525 |
DO Supplement -His/-Leu/-Met/-Ura |
20g |
425 |
| D718523 |
DO Supplement -Leu/-Met/-Trp/-Ura |
20g |
425 |
| D718522 |
DO Supplement -His/-Leu/-Met/-Trp/-Ura |
20g |
425 |
| D718521 |
DO Supplement -His/-Leu/-Lys/-Met/-Ura |
20g |
425 |
| D718520 |
DO Supplement -Cys-His/-Leu/-Met/-Trp/-Ura |
20g |
425 |
| D718516 |
DO Supplement -Ade/-His/-Leu/-Met/-Trp/-Ura |
20g |
425 |
| S675974 |
SD/-Leu/-Trp Broth(液體預混培養(yǎng)基粉劑) |
10EA |
853 |
| S675964 |
SD/-Leu/-Trp with Agar(固體預混培養(yǎng)基粉劑) |
10EA |
1065 |
| B885860 |
5-溴-4-氯-3-吲哚基 α-D-吡喃半乳糖苷 |
25mg |
532 |
| A937715 |
Basifungin |
1mg |
481 |
| A800538 |
3-氨基-1,2,4-三唑 |
25g |
34 |
| G930573 |
β-半乳糖苷酶活性測定試劑盒-酶標法 |
100T |
1250 |
| P885746 |
PEG 3350溶液 |
100mL |
216 |
| P885749 |
PEG-TE-乙酸鋰溶液 |
50mL |
179 |
| P885747 |
PEG-乙酸鋰溶液 |
100mL |
158 |
| T885349 |
TE-乙酸鋰溶液 |
25mL |
65 |
| L885226 |
乙酸鋰溶液 |
100mL |
154 |
| R885244 |
無RNase的TE緩沖液 |
100mL |
234 |
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